變化大致相同。
[0090]第二可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)和彈簧底座點(diǎn)可略微偏移，以便補(bǔ)償臂機(jī)構(gòu)的自身重量。
[0091]第二可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)和彈簧底座軸線的這些位置使得能夠以零力進(jìn)行調(diào)節(jié)步驟。彈簧的長(zhǎng)度改變得相對(duì)很少，并且基本上僅足以補(bǔ)償臂的勢(shì)能的變化。在此位置中，能夠在不施加任何力或以極少的力來(lái)移動(dòng)第一可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)。這是調(diào)節(jié)所述裝置的一種非常有效的方式。如果反復(fù)執(zhí)行，則也可反復(fù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)。
[0092]在所述方法的實(shí)施例中，彈簧平衡支撐裝置進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置包括:
-稱(chēng)重裝置，其配置來(lái)對(duì)由彈簧平衡支撐裝置支撐的質(zhì)量體稱(chēng)重；
-致動(dòng)器，其構(gòu)造來(lái)使可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)移動(dòng)，
-控制裝置，其連接到稱(chēng)重裝置和致動(dòng)器，其中，所述控制裝置配置來(lái)控制致動(dòng)器，用于根據(jù)稱(chēng)重裝置的信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)的位置，所述信號(hào)表示質(zhì)量體的所測(cè)量的重量，
所述方法包括以稱(chēng)重裝置對(duì)質(zhì)量體稱(chēng)重，以及根據(jù)由控制裝置產(chǎn)生的信號(hào)使用致動(dòng)器自動(dòng)地調(diào)節(jié)可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)，所述信號(hào)表示質(zhì)量體的重量。這種方法允許進(jìn)行相對(duì)較高速度的取放操作。
[0093]彈簧平衡支撐裝置可進(jìn)一步包括配置以用于手動(dòng)調(diào)節(jié)第一可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)的手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。除致動(dòng)器之外可提供手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，或可將手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置設(shè)為可替代方案。
[0094]在實(shí)施例中，彈簧平衡支撐裝置進(jìn)一步包括構(gòu)造制動(dòng)裝置，所述制動(dòng)裝置將質(zhì)量體固定在垂直方向上，所述制動(dòng)裝置聯(lián)接到控制裝置，其中，所述控制裝置配置來(lái)在質(zhì)量體的稱(chēng)重期間固定質(zhì)量體支撐構(gòu)件的垂直位置，所述方法包括在質(zhì)量體的稱(chēng)重期間使用制動(dòng)裝置固定質(zhì)量體的垂直位置。
【附圖說(shuō)明】
[0095]下文將借助于示例性、非限制性實(shí)施例且參照附圖來(lái)更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。相同附圖標(biāo)記表示相同的部分。
[0096]圖1顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的彈簧平衡支撐裝置的示意性側(cè)視圖。
[0097]圖2A顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0098]圖2B顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0099]圖2C顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0100]圖2D顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0101]圖3A顯示根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0102]圖3B顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0103]圖3C顯示根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0104]圖3D顯示根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0105]圖3E顯示根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例的示意性等距視圖。
[0106]圖4A顯示根據(jù)本發(fā)明的第十實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0107]圖4B顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0108]圖5A和圖5B顯示在使用中的本發(fā)明的又另一個(gè)實(shí)施例的等距視圖。
[0109]圖6A顯示根據(jù)本發(fā)明的另外的方面的實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0110]圖6B顯示根據(jù)本發(fā)明的另外的方面的另一個(gè)實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。
[0111]圖7顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0112]圖8A顯示圖7的實(shí)施例的細(xì)節(jié)。
[0113]圖8B顯示圖7的實(shí)施例的變型的細(xì)節(jié)。
[0114]圖9顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0115]圖10顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0116]圖11顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0117]圖12顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0118]圖13顯示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0119]圖14A、圖14B、圖14C顯示在使用中的本發(fā)明的實(shí)施例的頂視圖。
[0120]圖14D、圖14E、圖14F顯示在使用中的本發(fā)明的實(shí)施例的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0121]轉(zhuǎn)向圖1，示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的彈簧平衡支撐裝置I。彈簧平衡支撐裝置包括:臂2 ;彈簧3 ;樞轉(zhuǎn)點(diǎn)4，其支撐臂2的下端；以及可移動(dòng)底座5，其配置來(lái)對(duì)于臂2的給定位置來(lái)調(diào)節(jié)彈簧的長(zhǎng)度。經(jīng)由滑塊構(gòu)件8提供了另外的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0122]彈簧平衡支撐裝置I經(jīng)配置以支撐物體12。如果物體較重，則可移動(dòng)底座5向上移動(dòng)和/或朝臂的端部調(diào)節(jié)滑塊8以增大由彈簧產(chǎn)生的圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)4的力矩。
[0123]圖1的裝置表示由US4387876和US4883249提供的技術(shù)方案。當(dāng)考慮圍繞樞軸4的力矩時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)，負(fù)荷12的力矩與彈簧3圍繞樞軸4的反作用力矩兩者隨sin β變化，這樣對(duì)于所有角度β產(chǎn)生了完美平衡。這是彈簧平衡支撐裝置的一般原理。
[0124]這些裝置的缺點(diǎn)中的一者是歸因于變化重量而使得難以實(shí)施取放操作。在本發(fā)明中，進(jìn)一步深入了解到，可調(diào)節(jié)的彈簧在實(shí)踐中極難以構(gòu)造。這使得US4387876和US4883249的裝置在付諸實(shí)踐時(shí)非常復(fù)雜和繁瑣。
[0125]轉(zhuǎn)向圖2Α，示出了根據(jù)本發(fā)明的平衡支撐裝置10的第一實(shí)施例，其包括彈簧。提供了垂直平衡系統(tǒng)15，其包括具有單個(gè)臂21的臂機(jī)構(gòu)14。第一臂21的端部29可樞轉(zhuǎn)地連接到安裝于可移動(dòng)底座42上的可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)76。第一臂21圍繞延伸穿過(guò)可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)76的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)軸線77樞轉(zhuǎn)?？梢苿?dòng)底座42在垂直方向上是可移動(dòng)的，且在水平方向上通過(guò)引導(dǎo)件或軌道43被固定。
[0126]彈簧36在位于彈簧的機(jī)構(gòu)端部40處的固定彈簧連接點(diǎn)27處連接到臂機(jī)構(gòu)14。彈簧在其上端38處進(jìn)一步連接到安裝于固定底座50上的彈簧底座點(diǎn)52。在第一臂21的旋轉(zhuǎn)期間，彈簧圍繞延伸穿過(guò)彈簧底座點(diǎn)52的彈簧底座軸線51樞轉(zhuǎn)。彈簧底座軸線51與軸線17相交并且平行于樞轉(zhuǎn)點(diǎn)軸線77延伸。彈簧底座軸線51也被表示為線51。
[0127]質(zhì)量體(或物體)12在質(zhì)量體聯(lián)接點(diǎn)200處連接到臂。質(zhì)量體上的重力指向沿著第一方向71。
[0128]軸線17延伸穿過(guò)可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)76并且大致平行于施加在質(zhì)量體聯(lián)接點(diǎn)200處的力的方向71延伸。軸線17橫向于彈簧底座軸線51延伸。通常，軸線17將延伸穿過(guò)彈簧底座點(diǎn)52。然而，彈簧底座點(diǎn)52可定位于圖2A中的附圖平面的前面或后面。在此情況下，軸線17延伸穿過(guò)彈簧底座軸線51 (彈簧圍繞所述彈簧底座軸線51旋轉(zhuǎn))，但不延伸穿過(guò)彈簧底座點(diǎn)52自身。彈簧底座軸線51大致平于可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)76的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)軸線77。在這種情況下，彈簧底座點(diǎn)52沿平行于樞轉(zhuǎn)點(diǎn)軸線77延伸的線51位于離軸線17 —段距離處?？梢苿?dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)76在大致與軸線17對(duì)準(zhǔn)并且大致與第一方向71對(duì)準(zhǔn)的方向46上是可移動(dòng)的。臂21沿著與軸線17成角度β的方向延伸。
[0129]在使用中，能夠調(diào)節(jié)可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)76的位置，以平衡對(duì)質(zhì)量體12的重量的彈簧力。
[0130]圖2Α是示意圖。可提供使軌道43與固定底座50互連的框架?？梢苿?dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)76相對(duì)于所述框架以及相對(duì)于所述軌道43是可移動(dòng)的。
[0131]轉(zhuǎn)向圖2Β，示出了支撐物體12的彈簧平衡支撐裝置10的實(shí)施例。彈簧平衡支撐裝置包括具有臂機(jī)構(gòu)14的垂直平衡系統(tǒng)15。臂機(jī)構(gòu)包括第一臂21和第二臂22。臂21、22在其端部28處經(jīng)由肘部樞轉(zhuǎn)連接26互相連接。臂21、22沿彼此成角度伽馬(γ )的方向延伸。臂21和22將通常具有大致相等的長(zhǎng)度，并且沿兩個(gè)臂從肘關(guān)節(jié)至軸線的距離通常將相等。
[0132]彈簧連接到第一臂，但可連接到第二臂，或連接到兩個(gè)臂之間的鉸鏈連接26。彈簧也可間接地聯(lián)接到臂機(jī)構(gòu)。彈簧36以與軸線17成角度α的方向延伸。固定底座50被固定于空間中。在另外的實(shí)施例中將看見(jiàn)，包含固定底座50的作為一個(gè)整體的彈簧平衡支撐裝置能夠布置于框架上，所述框架在包含水平方向的任何方向上是可移動(dòng)的。
[0133]可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)76垂直地定位于彈簧底座點(diǎn)52的下面。彈簧底座點(diǎn)的位置是沿著軸線17，但并不在第二可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)25的路徑上。這能夠按各種方式布置，例如通過(guò)將彈簧底座點(diǎn)放置于附圖平面外。第二可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)25具有操作范圍，并且彈簧底座點(diǎn)52定位成接近第二可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)25的所述操作范圍或在其操作范圍內(nèi)。可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)25沿大致平行于軸線的方向是可移動(dòng)的。通常但并非總是，可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)25大致沿軸線的方向是可移動(dòng)的。
[0134]在第二臂22的上端19處，臂22經(jīng)由(第二)可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)連接25可樞轉(zhuǎn)地連接到可移動(dòng)支座61。可移動(dòng)支座61是可移動(dòng)滑架，其在垂直方向上是可移動(dòng)的，但在水平方向上通過(guò)軌道62固定。質(zhì)量體支撐構(gòu)件18連接到可移動(dòng)支座61，所述質(zhì)量體支撐構(gòu)件支撐物體12。質(zhì)量體支撐構(gòu)件18包括水平地伸出的臂60。臂60剛性地聯(lián)接到可移動(dòng)支座61，并且可移動(dòng)支座61保持臂處于其工作取向中，在這種情況下工作取向是水平的。質(zhì)量體支撐構(gòu)件18與臂機(jī)構(gòu)14之間的連接被稱(chēng)作質(zhì)量體聯(lián)接點(diǎn)200?？梢苿?dòng)樞轉(zhuǎn)連接25與質(zhì)量體聯(lián)接點(diǎn)200重合并且在實(shí)踐中還可與質(zhì)量體支撐構(gòu)件18重合。
[0135]重力在質(zhì)量體聯(lián)接點(diǎn)200處轉(zhuǎn)移到臂機(jī)構(gòu)，并且指向方向71。在圖2Β中，此第一方向71是垂直方向。
[0136]質(zhì)量體支撐構(gòu)件18不直接聯(lián)接到臂機(jī)構(gòu)14，而是經(jīng)由通過(guò)垂直軌道62引導(dǎo)的滑架61聯(lián)接到臂機(jī)構(gòu)14。其中是滑架61連接到臂機(jī)構(gòu)14?；芡ㄟ^(guò)軌道62保持于固定取向中，并且由物體12的重量乘以水平臂60的長(zhǎng)度產(chǎn)生的彎曲力矩通過(guò)滑架61轉(zhuǎn)移到軌道62上。構(gòu)造滑架和軌道以將伸出的臂保持在可操作的取向中。僅表示出較短長(zhǎng)度的軌道62，但技術(shù)人員將理解，軌道62延伸遍及整個(gè)操作范圍。其同樣適用于延伸遍及整個(gè)調(diào)節(jié)范圍的軌道43。
[0137]提供制動(dòng)裝置126，以在調(diào)節(jié)可移動(dòng)底座42的位置的時(shí)刻鎖定可移動(dòng)支座61。制動(dòng)裝置126可包括第一制動(dòng)構(gòu)件127，其配置來(lái)制動(dòng)可移動(dòng)支座61的輪79。制動(dòng)裝置可聯(lián)接到控制裝置72。
[0138]臂機(jī)構(gòu)14的每個(gè)部分至少在與軸線17平行的方向上是可移動(dòng)的，即，臂機(jī)構(gòu)不存在固定到周?chē)牟糠帧?br>[0139]在物體12與臂機(jī)構(gòu)14之間提供稱(chēng)重裝置16以對(duì)物體稱(chēng)重。稱(chēng)重裝置也可具有不同的位置。提供包括致動(dòng)器45的調(diào)節(jié)裝置44，以在垂直方向46上移動(dòng)可移動(dòng)底座42。致動(dòng)器可以是電動(dòng)的、氣動(dòng)的或液壓的或其它。平衡支撐裝置10進(jìn)一步包括控制裝置72，所述控制裝置72經(jīng)由連接線73、74分別連接到調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的稱(chēng)重裝置16和致動(dòng)器45。致動(dòng)器45也能夠充當(dāng)制動(dòng)器并且在移動(dòng)模式(其中該裝置平衡所述質(zhì)量體)期間固定可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)76的位置。
[0140]在使用中，對(duì)物體稱(chēng)重并且經(jīng)由線73向控制裝置發(fā)送表示重量的信號(hào)?？刂蒲b置72確定將要發(fā)送到致動(dòng)器的信號(hào)，并且經(jīng)由線74來(lái)發(fā)送信號(hào)。致動(dòng)器44調(diào)節(jié)可移動(dòng)底座42的位置。稱(chēng)重和調(diào)節(jié)操作能夠自動(dòng)地或半自動(dòng)地實(shí)施。在較短時(shí)間周期內(nèi)(例如，小于I秒)，彈簧36、37平衡物體12的重量并且可抓取和放置物體。
[0141]應(yīng)注意到，當(dāng)用調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)44來(lái)調(diào)節(jié)可移動(dòng)底座42的位置時(shí)，質(zhì)量體支撐構(gòu)件18的位置會(huì)以不期望方式改變。這能夠用(例如)制動(dòng)裝置127來(lái)防止。
[0142]質(zhì)量體支撐構(gòu)件18也能夠包括支撐物體的平臺(tái)或附接到物體的掛鉤。質(zhì)量體支撐構(gòu)件18也能夠具有不同形式，例如，吊環(huán)(eye)或仍然不同的形式。
[0143]在另一個(gè)實(shí)施例中，稱(chēng)重裝置16具有視覺(jué)指示器，并且不存在控制裝置72。能夠手動(dòng)調(diào)節(jié)可移動(dòng)底座。調(diào)節(jié)是通過(guò)操作員根據(jù)所測(cè)量的重量手動(dòng)地執(zhí)行。倘若需要取放已知重量的物體或倘若不需要取放(即，當(dāng)僅需要移動(dòng)物體，但物體并不頻繁地聯(lián)接到質(zhì)量體支撐構(gòu)件以及從質(zhì)量體支撐構(gòu)件解除聯(lián)接時(shí))，則也有可能不存在稱(chēng)重裝置。
[0144]轉(zhuǎn)向圖2C，示出了可替代的變型，其中垂直平衡系統(tǒng)15的第二臂22剛性地連接到可移動(dòng)支座61并且固定在給定取向中(其可以是水平的)，并且其中，第一臂21和第二臂22經(jīng)由滑槽120和滑動(dòng)穿過(guò)滑槽120的凸輪連接到彼此。第一臂與第二臂之間的連接不僅允許樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且允許滑運(yùn)運(yùn)動(dòng)。這個(gè)實(shí)施例也能夠以第一臂21上而部署在第二臂22上的滑槽來(lái)執(zhí)行。
[0145]轉(zhuǎn)向圖2D，示出了圖2C的變型，其包含連接到稱(chēng)重裝置16的控制裝置72和具有致動(dòng)器的調(diào)節(jié)裝置44。這允許進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。在此實(shí)施例中，質(zhì)量體聯(lián)接到第二臂，這樣做的益處在于，質(zhì)量體不在橫向于軸線17的方向上移動(dòng)。
[0146]轉(zhuǎn)向圖3A，示出了圖2B的實(shí)施例，但具有手柄145而非控制裝置72。除控制裝置72之外，也可提供手柄145。
[0147]垂直平衡系統(tǒng)15的臂機(jī)構(gòu)14使其肘部樞轉(zhuǎn)點(diǎn)26與彈簧連接點(diǎn)27大致位于同一位置上。點(diǎn)25、76和52均大致位于軸線17上(當(dāng)在平行于樞轉(zhuǎn)點(diǎn)軸線77的方向上觀察時(shí))。肘部樞轉(zhuǎn)點(diǎn)26位于離兩個(gè)可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)25和26相隔相同距離處。選擇可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)76、25的操作范圍使得點(diǎn)25能夠定位成靠近點(diǎn)52的位置或在點(diǎn)52的位置處。通常，點(diǎn)76以及點(diǎn)25將在軸線上位于點(diǎn)52的同一側(cè)上。除大致沿軸線是可移動(dòng)的之外，也能使兩個(gè)可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)25和76沿所述軸保持在某個(gè)位置處。
[0148]在此構(gòu)型中，如從軸線17上的一個(gè)方向或另一方向所見(jiàn)的，可將臂機(jī)構(gòu)看作可逆或方向不變的。能夠?qū)⒋藰?gòu)型中的臂機(jī)構(gòu)14看作鏡象映射在橫向于軸線17延伸穿過(guò)肘部樞轉(zhuǎn)點(diǎn)26的線75中。能夠沿軸線來(lái)移動(dòng)第一樞轉(zhuǎn)點(diǎn)76與第二可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)25兩者:
-在調(diào)節(jié)模式期間，第二可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)25保持就位并且稱(chēng)作“被動(dòng)的”，而第一可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)76則能夠移動(dòng)以進(jìn)行調(diào)節(jié)并且稱(chēng)作“主動(dòng)的”。
[0149]-在平衡模式期間，這是相反的，S卩，第二可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)25移動(dòng)并且稱(chēng)作“主動(dòng)的”，主動(dòng)地保持平衡，而第一可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)76則是靜止的并且稱(chēng)作“被動(dòng)的”。
[0150]第二可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)連接25定位成靠近彈簧底座點(diǎn)52的水平面相隔一定距離(300)處。應(yīng)注意到，第二可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)連接25定位成略微低于彈簧底座點(diǎn)52。此偏移補(bǔ)償臂機(jī)構(gòu)14自身的質(zhì)量。第二可移動(dòng)樞轉(zhuǎn)